第5章+真空获得-俘获真空泵汇编.ppt

蒸散式收气剂 小型电子管 抽空到某一真空度后，除气 玻璃除气温度(400-500C)下蒸汽压1Pa 高温，蒸散到管壁 很快蒸发，避免长时间高温烘烤电子元器件 常温下自动收气 饱和蒸汽压低于10-5Pa 与气体化合能力强 形成的化合物不易分解或被取代 常见收气金属 Mg, Ca, Ba, Al, La系金属 主要用Ba或Ba合金（不会氧化中毒，也不会重新释气） 非蒸散式收气剂 某些场合不能用蒸散式收气剂 高压：漏电 大功率电子管：温度高，收气剂再蒸发 微波电子管：增加了极见电容 持续抽速-大的蒸发率：Ba, Ma层剥落 常见非蒸散式收气剂 锆 价格贵，可能引起爆炸 用锆铝合金代替 钛 升华泵 Ti持续蒸发到冷壁上，构成相当抽气速率的泵 钛丝蒸发器 高温Ti机械强度太差 钛丝、钼丝缠绕，通电加热 空心钛钼合金球，内部白炽钨丝加热 比抽速 O2 N2 CO 10L/cm2活性表面 H2 40L/cm2活性表面 不能抽除惰性气体 升华泵可提高真空度约2个数量级 离子泵 电清除 电清除 A＋在电场作用下被驱逐到负极被中和 新形成的气体分子被金属吸附而不再离开电极 实际上降低了空间分子浓度 离子泵 离子泵基本结构 能吸附离子的表面：清洁的，冷的负电表面 电子源（W热阴极） 加速电子的阳极 离子泵偏压 离子泵的限制 超高真空设备 对活性气体和惰性气体同时起作用 表面足够大，没有漏气放气，极限压强很低 实际很快饱和（扩散的速率低于吸附的速率） 抽速慢，1L/s 操作 扩散泵将离子泵抽至10-5Pa 泵体，电极烘烤除气 离子泵工作 离子蒸发泵 离子泵的限制 清洁表面：放电过程不断补充新的活性表面 对惰性气体抽除能力不强：吸附，没有反应 离子蒸发泵 利用离子泵抽气 利用收气金属不断蒸发形成新的表面 收气剂对离子作用远大于对分子作用 新鲜粒状表面，增强气体分子向内能徙动 结构 蒸发器 直热、电子束加热、阴极溅射 电离器 二极管、三极管、冷阴极磁放电、热阴极磁放电 蒸发金属 Ti（钛泵）----不同与钛升华泵 冷钛泵（溅射离子泵） 结构 阳极:不锈钢圆筒 阴极:钛板 磁场:平行与阳极筒,0.1-0.2T 工作电压:3-7kV,潘宁放电 过程 预抽气到1Pa 正离子溅射阴极Ti Ti在阳极沉积 抽气 与Ti反应（化学） 扩散到Ti电极内（物理） 埋葬（物理） 抽气单元 增加层积面积 单室抽气速率1-3L/s 50单元 极限真空 10-9Pa 抽速 选择性抽气 压强高:放电电流大,阳极电压降低;空间电荷 压强低:繁流初始电子太少 磁场 氩不稳定 惰性气体抽除能力不强？(物理吸附） 有效抽除He（离子埋葬） Ar抽速差，不稳定现象 三极式冷钛泵 应用 HV 10-4Torr 吸附泵 不需要前级泵（没有排气） 电源 5-7kV 大电流 寿命 气体负载 HV情况下 5year 溅射孔 氢化钛（机械形变） 离子泵小结 优点 干净 无油 安静 维护费用低（电） UHV -- 10-11 torr 缺点 强磁场 溅射击穿 典型的离子泵组 Vacuum Science and Technology Vacuum Science and Technology Vacuum Science and Technology Vacuum Science and Technology Vacuum Science and Technology Vacuum Science and Technology Vacuum Science and Technology Vacuum Science and Technology 真空物理与技术 第5章 真空获得（俘获泵） 俘获泵 俘获机理 将气体分子吸附到一个表面足够长的时间 温度 表面化学键 表面 有效表面 -- Capacity !! 暴露表面 增加面积 化学选择 -- selective pumping 几乎所有的材料都可以吸附某种气体 效率：有效表面吸附特种气体 吸附材料 大比表面积 活性炭 沸石 (铝硅酸盐材料) (Linde 5A , Linde 13X) 原子尺度的孔 纳米介孔材料 分子筛 800 square meters “effective area” per cc. 吸附泵 沸石 Square miles of surface area 冷却到液氮温度 低温吸附和毛细吸附共同作用 吸附泵 吸附泵的再生 吸附的气体去哪里了?? 容量 ~ 10 立方米 吸附泵抽气特性 筛温降低，可吸附分子增多 吸附Ne He程度低于